Under det aktuella århundradet är den vanligaste elektroniska enheten som ses hos varje person en mobiltelefon. Med utvecklingen i världen går tekniken också snabbt inom kommunikationen. Detta resulterar i en exponentiell ökning av kravet på en mobiltelefon. En mobil är en mobil enhet som tar emot och sänder signaler. Generellt är frekvensområdet för en cellulär signal från 0,9 till 3 GHz.
Mobiltelefondetektor
I den här artikeln ska vi skapa en mobiltelefondetektorkrets som känner av närvaron av en mobiltelefon i omgivningen genom detektering av dessa frekvenser. En enkel mobiltelefondetektorkrets kan göras på två sätt. Vi kommer att diskutera båda kretsarna här en efter en. Som det sägs tidigare inkluderar de två sätten två en mobiltelefondetektorkrets en kombination av Schottky-dioden och en spänningskomparator och a BiCMOS Op-Amp.
Hur man skapar en mobil detektorkrets med BiCMOS Op-Amp?
Som vi vet abstrakt av vårt projekt, låt oss gå vidare och samla in mer information för att börja arbeta med detta projekt. Först och främst kommer vi att diskutera kretsen med BiCMOS Op-Amp.
Steg 1: Samla in komponenterna
Det bästa sättet att starta något projekt är att göra en lista över komponenter och gå igenom en kort studie av dessa komponenter eftersom ingen vill sticka mitt i ett projekt bara på grund av en saknad komponent. En lista över komponenter som vi ska använda i detta projekt ges nedan:
- CA3130 Op-Amp
- 100KΩ motstånd
- 1KΩ motstånd
- 0.22nF kondensator
- 100 µF kondensator
- 47pF kondensator
- BC548 NPN-transistor
- Koppartråd för att göra antenn
- Veroboard
- Batteri
- Bygeltrådar
- LED
Steg 2: Studera komponenterna
Eftersom vi nu vet huvudidén bakom projektet och vi också har en fullständig lista över alla komponenter, låt oss gå ett steg framåt och gå igenom en kort studie av alla komponenter.
CA3130A och CA3130 är op-förstärkare där fördelarna med både CMOS och bipolära transistorer kombineras. För att ge mycket hög ingångsimpedans, mycket låg ingångsström vid ingångskretsen, används Gate-skyddade P-Channel MOSFET (PMOS) transistorer. detta ger också exceptionell hastighetsprestanda. Användningen av PMOS-transistorer i ingångssteget resulterar i gemensamläge-ingångsspänningsförmåga ner till 0,5 V under negativförsörjningsterminalen, ett viktigt attribut i applikationer med en enda matning. Driftförsörjningsspänningen i en CA3130-serie varierar från 5V till 16V. En enda extern kondensator kan användas som en faskompensator med den. För att ta bort utgångssteget finns det ett behov av terminalbestämmelser.
CA 3130
TILL BC548 är en NPN-transistor. Så när basstiftet hålls i marken kommer kollektorn och emittern att vändas och när signalen tillförs basen kommer kollektorn och emittern att vara förspänd framåt. Förstärkningsvärdet för denna transistor varierar från 110 till 800. Transistorns förstärkningskapacitet bestäms av detta förstärkningsvärde. Vi kan inte ansluta den tunga belastningen till denna transistor eftersom den maximala mängden ström som kan strömma genom kollektorstiftet är nästan 500 mA. Ström ska appliceras på basstiftet för att förspänna transistorn, denna ström (IB) bör begränsas till 5 mA.
BC 548
Antenn: En antenn är en givare. Den används för att konvertera radiofrekvensfälten till växelström eller vice versa. Det finns två huvudtyper av antenner, en sändande antenn och en mottagningsantenn, båda används för radiosändning. Radiovågor är elektromagnetiska vågor som bär signaler genom luften med ljusets hastighet. Antennen är den viktigaste komponenten i alla radioemitterande enheter. Dessa används i mobila enheter, radarsystem, satellitkommunikation etc.
Antenn
Veroboard är ett bra val att skapa en krets eftersom den enda huvudvärken är att placera komponenter på Vero-board och bara lödda dem och kontrollera kontinuiteten med Digital Multi Meter. När kretslayouten är känd, skär kortet till en rimlig storlek. För detta ändamål placera brädet på skärmattan och genom att använda ett skarpt blad (säkert) och genom att vidta alla säkerhetsåtgärder, mer än en gång räkna upp lasten uppåt och på basen längs den raka kanten (5 eller flera gånger), kör över öppningarna. När du har gjort det, placera komponenterna på kortet så att de bildar en kompakt krets och löd stiften enligt kretsanslutningarna. Försök att avlödda anslutningarna och löd dem igen om du har misstag. Kontrollera slutligen kontinuiteten. Gå igenom följande steg för att skapa en bra krets på ett Veroboard.
Veroboard
Steg 3: Arbeta i kretsen
Op-amp-delen av kretsen går som RF-signaldetektor medan transistordelen av kretsen går som indikator. Kondensatorns ackumulering bredvid mottagningstråden används för att särskilja RF-signaler när en mobiltelefon ringer (eller får) ett telefonsamtal eller skickar (eller får) ett snabbmeddelande.
Operation Amp granskar signalen genom att växla över ökningen av ström vid ingången till spänningen vid utgången och lysdioden kommer att aktiveras.
Steg 4: Montering av komponenterna
Nu som vi vet huvudarbetet och även hela kretsen i vårt projekt, låt oss gå vidare och börja göra hårdvaran för vårt projekt. En sak måste hållas utan att kretsen måste vara kompakt och komponenterna måste placeras så nära.
- Ta en Veroboard och gnugga sidan med kopparbeläggningen med ett skrappapper.
- Placera nu komponenterna noggrant och tillräckligt nära så att storleken på kretsen inte blir så stor
- Anslut försiktigt med lödjärn. Om något misstag görs när du gör anslutningarna, försök att avlasta anslutningen och löd anslutningen ordentligt igen, men i slutändan måste anslutningen vara tät.
- När alla anslutningar är gjorda gör du ett kontinuitetstest. I elektroniken är kontinuitetstestet kontrollen av en elektrisk krets för att kontrollera om strömmen flödar i önskad bana (att det med säkerhet är en total krets). Ett kontinuitetstest utförs genom att ställa in en liten spänning (kopplad i arrangemang med en LED eller uppståndelseskapande del, till exempel en piezoelektrisk högtalare) över det valda sättet.
- Om kontinuitetstestet passerar betyder det att kretsen är tillräckligt gjord som önskat. Den är nu redo att testas.
Kretsen ser ut som bilden nedan:
Enkel mobil detektorkrets
Hur man skapar en mobil detektorkrets med Schottky-diod ?
Som vi redan har sett hur man gör en mobiltelefondetektorkrets med hjälp av en BiCMOS Op-Amp låt oss nu gå igenom ett annat förfarande där vi ska använda en kombination av Schottky-diod och en spänningskomparator för att skapa en krets som kommer att upptäcka en mobiltelefon i omgivningen.
Steg 1: Samla in komponenterna
Nedan följer en fullständig lista över komponenter som kommer att användas för att göra denna konfiguration.
- 10uH induktor
- 100 ohm motstånd
- 100k-ohm motstånd
- 100nF kondensator
- 3k-ohm motstånd
- 100 ohm motstånd
- 200 ohm motstånd
- BAT54 Schottey-diod
- LED
- Veroboard
Steg 2: Studera komponenterna
Eftersom vi har en komplett lista över alla komponenter, låt oss gå ett steg framåt och gå igenom en kort studie av alla komponenter.
LM339 tillhör de komponenter som har fyra oberoende spänningskomparatorer i sig. Utformningen av varje komparator är på ett sådant sätt att varje komparator kan arbeta på en enda kraftkälla över ett brett spektrum av ingångsspänningar. Den är också kompatibel med delade strömförsörjningar. Vissa jämförares egenskaper är mycket unika. Till exempel har ingångsspänningsområdet Common Mode en jord som ingår i den när den arbetar med en enda strömförsörjningsspänning. Det grundläggande syftet med en komparator är att den roterar signalen mellan digitala och analoga domäner. Det tar två ingångar vid sina ingångsterminaler och jämför dem. Efter jämförelse berättar det det som är den större ingången för de två vid ingångsterminalerna. Den har ett brett utbud av applikationer. Till exempel används den i baskomparator, kör CMOS, kör TTL, lågfrekvent op-amp, givarförstärkare etc.
LM339
BC547 är en NPN bipolär transistor. Ordet transistor betyder överföring av motstånd, och dess grundläggande funktion är förstärkningen av strömmen. BC547 kan användas både för kopplingsändamål och för förstärkning. Den har tre terminaler bas, sändare och samlare. Mängden ström som strömmar genom kollektorn styrs av mängden ström som strömmar genom basen till sändaren. Den maximala strömförstärkningen för denna transistor är nästan 800. För att denna transistor ska fungera i det önskade området krävs en fast likspänning. Denna transistor är förspänd på ett sådant sätt att den för alla ingångsområden alltid är partiellt förspänd för förstärkning. vid basen förstärks ingången och överförs sedan till sändarsidan.
BC547
TILL Schottky-diod är en halvledardiod bildad av korsningen av en halvledare med en metall. Växlingsåtgärden för denna diod är mycket snabb. Den har ett mycket lågt spänningsfall framåt. En ström strömmar framåt när tillräcklig spänning appliceras. Schottky-diodens framspänning är från 150-450mV, till skillnad från andra normala dioder vars framspänning varierar från 600-700mV. Ju bättre systemeffektivitet och högre omkopplingshastighet är tillåtna på grund av den lägre framspänningen.
Schottky-diod
Steg 3: Design Of The Circuit
Utformningen av en krets består huvudsakligen av tre delar, Detektorkretsdesign , Förstärkarkretsdesign, och Jämförelsekretsdesign .
De detektorkrets innefattar en induktor, en diod, en kondensator och ett motstånd. Här väljs en induktoruppskattning av 10uH. En Schottky-diod BAT54 väljs som detektordiod, som kan korrigera lågfrekvent växelströmssignal. Kanalkondensatorn plockades i en 100nF keramisk kondensator som används för att sikta genom växelström. Ett belastningsmotstånd på 100 ohm används.
Här i förstärkarkretsdesign , används en enkel BJT BC547 i samma vanliga sändarläge. Emittermotståndet krävs inte för denna situation eftersom utsignalen har lågt värde. Kollektormotståndets värde dikteras av uppskattningen av batterispänningen, kollektor-emitterspänningen och kollektorströmmen. Normalt väljs batterispänningen till att vara cirka 12V. 5V är driftspänningen för kollektorn och emittern och kollektorströmmen är nästan 2 mA. Således som Rc används ett 3k-ohm-motstånd. Ingångsmotståndet ska ha stort värde, nästan 100k, eftersom det används för att ge transistorn förspänning. Detta förhindrar flödet av maximal ström.
Här används Lm339 i Jämförelsekretsdesign. En spänningsdelarkonfiguration används för att ställa in referensspänningen vid den inverterande terminalen. Referensspänningen är inställd på lågt storleksordningen 4V eftersom utgångsspänningen från förstärkarkretsen är ganska låg. Ett motstånd på 200 ohm och en potentiometer på 330 ohm används för att uppnå detta mål. Som ett strömbegränsande motstånd vid utgångsterminalen används ett 10 ohm motstånd.
Steg 4: Förstå funktionen för spårning av mobiltelefoner
Signalerna som sänds ut från en mobiltelefon är radiofrekventa signaler. Vid den punkt då en mobiltelefon är tillgänglig nära kretsen induceras RF-signalen från mobiltelefonen i induktorn i kretsen genom processen för ömsesidig induktion. Shockley-dioden är ansvarig för förstärkningen av växelströmssignalen med hög frekvens i storleksordningen GHz. Kondensatorn används för att filtrera utsignalen.
Nu när mobiltelefonen kommer nära denna krets, induceras en spänning i choken och dioden används för att demodulera signalen. Därefter förstärker common-emitter-transistorn spänningen. Här är utspänningen mer än referensutspänningen. Så, utgången är en logisk hög signal som gör att lysdioden lyser som indikerar närvaron av en mobiltelefon i närheten. Detta är en väldigt enkel krets så den måste placeras centimeter från kretsen.
Steg 5: Montering av komponenterna
- Ta en Veroboard och gnugga sidan med kopparbeläggningen med ett skrappapper.
- Placera nu komponenterna noggrant och tillräckligt nära så att storleken på kretsen inte blir så stor
- Anslut försiktigt med lödjärn. Om något misstag görs när du gör anslutningarna, försök att avlasta anslutningen och löd anslutningen ordentligt igen, men i slutändan måste anslutningen vara tät.
- När alla anslutningar är gjorda gör du ett kontinuitetstest. I elektroniken är kontinuitetstestet kontrollen av en elektrisk krets för att kontrollera om strömmen flödar i önskad bana (att det med säkerhet är en total krets). Ett kontinuitetstest utförs genom att ställa in en liten spänning (kopplad i arrangemang med en LED eller uppståndelseskapande del, till exempel en piezoelektrisk högtalare) över det valda sättet.
- Om kontinuitetstestet klarar betyder det att kretsen är korrekt gjord som önskat. Den är nu redo att testas.
Kretsen ser ut som bilden nedan:
Mobiltelefondetektor med Schottky-diod
Applikationer
Det finns ett brett utbud av applikationer för en mobiltelefondetektorkrets. Några av dess applikationer listas nedan:
- Den kan användas i undersökningshallar och mötesrum för att upptäcka närvaron av en mobiltelefon.
- Obehörig överföring av ljud eller video kan detekteras genom att detektera mobiltelefonen på vissa platser.
- Stulna mobiltelefoner kan upptäckas i ett visst scenario med hjälp av denna mobila detektorkrets.
Begränsningar
Det finns vissa begränsningar av ovanstående mobiltelefondetektorkretsar.
- Den första kretsen är en lågavståndsdetektor. Räckvidden är bara några centimeter.
- Schottky-dioden som har en högre barriärhöjd är mindre känslig för de signaler som är jämförelsevis mindre.
